O objetivo do trabalho é analisar os protocolos mais conhecidos de medição e verificação de programas de eficiência energética sob da ótica a aplicação do recurso privado em projetos de eficiência energética. A simples comparação de faturas de energia e a utilização não rigorosa de indicadores para determinação da energia economizada praticamente deixa de ser uma opção com a disponibilização de padrões compreensivos de M&V. Para tal são analisados estudos de caso de projetos de eficiência energética nos segmentos comercial e industrial e estes indicam um distanciamento entre as ferramentas modernas de M&V e a realidade, de modo que há dúvidas sobre garantia da sustentabilidade das ações ao longo do tempo. Dessa análise dos protocolos e estudos de caso foram identificadas demandas que são partes de uma metodologia proposta em 9 etapas focadas na sustentabilidade da energia economizada. A aplicação dessa metodologia é complementar à aplicação dos protocolos, tal que o engenheiro de eficiência energética possa pensar em todo processo de gestão e não apenas na implementação das MCEs. Esse trabalho conclui que a simples aderência aos protocolos de M&V é insuficiente para garantir a sustentabilidade das ações de conservação de energia a longo prazo. / The purpose of this work is to analyze the most well known Measurement and Verification protocols to energy efficiency programs under private capital owner perspective. The simple comparison between energy bills and the non-rigorous use of energy efficiency indicators in the energy savings calculation are not an option anymore with the introduction of comprehensive M&V protocols. With this aim, energy efficiency case studies are analyzed in the commercial and industrial sectors and indicated theres a gap between the modern M&V tools and the reality. Doubts around the sustainability of energy savings in the long term raised. Based on literature review, analysis of protocols and case studies, improvement opportunities were identified and are part of a 9 steps methodology focused on the sustainability of energy savings proposed in this work. This methodology works in cooperation with current M&V protocols. The EE engineer shall then be able to think in the overall management process and not only in the Energy Conservation Measure. This work concluded that the M&V tools adherence solely is insufficient to guarantee the sustainability of energy savings in the long term.

The main current challenges of the mining industry include aspects such leveraging the mine productivity, controlling costs and reducing environmental impacts. In most surface mining operations, overburden removal requires haulage over short distances. A comparison of different haulage options for short distances with respect to energy efficiency in open-pit mining is a key aspect for decision making, but only a limited number of recent research efforts have considered energy efficiency as a control variable in mining projects. Loading and haulage have an energy source that is highly dependent on fossil fuels. In addition, the equipment involved in these operations use tyres as an important input. There are many studies relating the fuel consumption and tyre wear to several performance indicators, but a methodology that identifies and prioritizes higher-impact variables under each specific operating condition is not available. This research proposes new methods using alternative equipment simulations for fuel consumption and tyre wear management. Such methods include multiple regression analysis, stochastic simulation and specialized software routines in order to identify and control operational performance variables related to diesel consumption, tyre wear and selection of new alternatives equipments. Considering alternative scenarios of equipment models, the results of the proposed method include a 14% reduction in specific fuel consumption and a 16% increase in productivity. Regarding the fuel management method, the reduction of diesel consumption reached 10%. For the tyre wear management method, the results indicated a potential to save up to 8.9 t of tyre rubber in only one quarter. / Na atualidade, a indústria de mineração possui como principal desafio alavancar sua produtividade, controlar custos e reduzir impactos ambientais. Muitas operações de mineração exigem transporte em pequenas distâncias. A comparação de diferentes opções de transporte em distâncias curtas considerando a eficiência energética é uma necessidade de operações de lavra a céu aberto, mas existem poucos estudos recentes que priorizam esta variável em projetos de mineração. As operações de carga e transporte são amplamente dependentes de combustíveis fósseis. Essas operações também necessitam de pneus como um importante insumo. Existem alguns trabalhos que relacionam o consumo de combustíveis e o desgaste dos pneus a variáveis operacionais, mas uma metodologia que identifique as variáveis de maior impacto frente a condições específicas ainda não está disponível. O presente trabalho fornece novos métodos de simulação para equipamentos alternativos, consumo de combustíveis e gestão do desgaste de pneus. Análises de regressão linear múltipla, simulações e ferramentas de desenho de mina permitem identificar e controlar variáveis ligadas ao consumo de combustíveis, desgaste de pneus e seleção de equipamentos. Os estudos envolvendo equipamentos alternativos alcançaram uma redução de 14% no consumo de diesel e um aumento de 16% na produtividade. Com relação às técnicas de gestão do consumo de combustível aplicada aos caminhões observou-se uma redução de 10%. Considerando o sistema de gestão de desgaste de pneus, a aplicação do método proposto possui um potencial de evitar o descarte de 8,9 t de borracha para pneus em apenas um trimestre.

Nosso planeta vem constantemente passando por profundas transformações. A necessidade crescente de energia para suprir o desenvolvimento econômico e o crescimento populacional, somada à utilização de maneira insustentável dos recursos finitos e ao problema ambiental decorrente, constituem desafios que afetam todos os aspectos da civilização moderna. Em vista do cenário exposto, vários estudos têm procurado estabelecer relações de causalidade entre consumo de energia e o produto interno bruto PIB, ou seja, discute-se a questão do desenvolvimento econômico e suas implicações no consumo energético. Neste trabalho, desenvolveu-se uma avaliação comparativa do desempenho energético entre países em desenvolvimento, em função do crescimento econômico, sustentabilidade e desenvolvimento humano, utilizando o método denominado Análise Envoltória de Dados (DEA). O método DEA tem como característica possibilitar a análise de sistemas produtivos com várias entradas e saídas, assim como, tanto com saídas desejáveis quanto indesejáveis. Com a metodologia desenvolvida foi possível identificar os melhores resultados relativos às estratégicas de políticas energéticas e verificar que diferentemente dos países desenvolvidos que buscam a otimização de processos produtivos, uma vez que já têm uma estrutura consolidada, os países em desenvolvimento necessitam continuar seu processo de crescimento, fazendo uso das tecnologias e processos de uso racional de energia, criados pelos países desenvolvidos. Além disso, o caminho da sociedade global rumo ao desenvolvimento sustentável envolve o desafio de vencer paradigmas na busca de novos modelos, que operem de forma mais inclusiva do ponto de vista social e eficiente na sua relação com o meio ambiente. / The planet Earth has been steadily undergone to deep changes. The rising demand for energy enough to supply both the economic development and the population growth, combined with the unsustainable use of finite resources and its consequent environmental problem, has arisen many problems which will affect all modern life traits. Based on the aforementioned frame, several surveys have sought to establish a relation between energy consumption and gross domestic product GPD that it is, it has been discussed how deeply the economic development has influenced the energy consumption. This thesis developed a benchmarking energy performance among developing countries taking into account economic growth, human development and sustainability, using a method called Data Envelopment Analysis (DEA). DEA method has as its own feature to enable the analysis of production systems with multiple inputs and outputs, as well both desirable and undesirable outputs. The developed methodology allowed us to identify the best results regarding energetic policy strategies and verify that different from developed countries whose structure has already been grounded, developing countries still need to keep their process of growth by making use of technologies and rational energy processes which were formerly conceived by the developed countries. Besides that, the path of the global society towards sustainable development involves the challenge of overcoming paradigms in search of new models which can be handled in a better way not only under the social scope but also concerning the environment.

Esta tese propõe um modelo de regeneração de energia metroviária, baseado no controle de paradas e partidas do trem ao longo de sua viagem, com o aproveitamento da energia proveniente da frenagem regenerativa no sistema de tração. O objetivo é otimizar o consumo de energia, promover maior eficiência, na perspectiva de uma gestão sustentável. Aplicando o Algoritmo Genético (GA) para obter a melhor configuração de tráfego dos trens, a pesquisa desenvolve e testa o Algoritmo de Controle de Tração para Regeneração de Energia Metroviária (ACTREM), usando a Linguagem de programação C++. Para analisar o desempenho do algoritmo de controle ACTREM no aumento da eficiência energética, foram realizadas quinze simulações da aplicação do ACTREM na linha 4 - Amarela do metrô da cidade de São Paulo. Essas simulações demonstraram a eficiência do ACTREM para gerar, automaticamente, os diagramas horários otimizados para uma economia de energia nos sistemas metroviários, levando em consideração as restrições operacionais do sistema, como capacidade máxima de cada trem, tempo total de espera, tempo total de viagem e intervalo entre trens. Os resultados mostram que o algoritmo proposto pode economizar 9,5% da energia e não provocar impactos relevantes na capacidade de transporte de passageiros do sistema. Ainda sugerem possíveis continuidades de estudos. / This thesis proposes a subway energy regeneration model, based on control stops and train departures throughout his trip, with the use of energy from the regenerative braking in the drive system. The goal is to optimize the power consumption, improve efficiency, in view of sustainable management. Applying Genetic Algorithm (GA) to get the better of the trains traffic configuration, the research develops and tests the Traction Control Algorithm for Subway Energy Regeneration (ACTREM), using the C ++ programming language. To analyze the performance of ACTREM control algorithm in enhancing energy efficiency, there were fifteen simulations of applying ACTREM on line 4 - Yellow subway in São Paulo. These simulations showed the ACTREM efficiency to generate automatically diagrams schedules optimized for energy savings in metro systems, taking into account the system\'s operational constraints such as maximum each train capacity, total wait time, total travel time and interval between trains. The results show that the proposed algorithm can save 9.5% of the energy and not cause significant impacts on the transportation system capacity passengers. Also suggest possible continuities studies.

As questões ambientais, o aquecimento global e a escassez dos recursos naturais são temas cada vez mais relevantes nesse início de século XXI. No Brasil também está em discussão a necessidade da melhoria dos gastos públicos e maior eficiência do Estado. A gestão de energia pode ser um vetor nessas frentes, contribuindo ao mesmo tempo para redução de impactos ambientais, melhor aproveitamento dos recursos e reduzindo o dispêndio de gastos públicos com energia. A proposta deste trabalho é apresentar o Sistema Público de Gestão de Energia (SPGE) visando incrementar a eficiência energética em instituições públicas brasileiras. O SPGE tem como base o Modelo de Excelência em Gestão Pública (MEGP), um modelo de gestão moderno, conceitualmente adaptado ao setor público do Brasil. Valendo-se também do conhecimento adquirido pelo Programa Permanente para o Uso de Energia na Universidade São Paulo (PURE-USP), que pratica a gestão de energia na USP desde 1997, este trabalho também aplica o SPGE para sugerir melhorias ao programa uspiano. Conclui que a gestão de energia deve ser praticada pelo setor público brasileiro, e que os conceitos de eficiência energética devem ser divulgados ao cidadão até o ponto que ele tenha condições de requerer a gestão de energia em todas as instituições públicas que faça uso. / Environmental issues, global warming and scarcity of natural resources are themes even more relevant at the beginning of 21th century. In Brazil, it is also in discussion the need of improving public spending and bigger efficiency of the country. Energy management can be a vector in these fronts, at the same time contributing to reduce environmental impacts, better use of resources and reducing the waste of public spending with energy. The purpose of this paper is to present the Public System Power Management (known as SPGE) aiming increasing the energy efficiency in Brazilian public institutions. This System (SPGE) is based on the Model of Excellence in Public Management (known as MEGP), a model of modern management, conceptually adapted to Brazils public sector. Also taking advantage from the knowledge obtained by the Permanent Program to the Use of Energy from University of São Paulo (known as PURE-USP), that has exercised the energy management in USP since 1997, this paper also applies SPGE to suggest improves to USP program. It concludes that power management must be used by Brazilian public sector and the concept of energy efficiency has to be disseminated to the citizens up to the point where they are able to require the power management in all public institutions used by them.

On considère le transfert de chaleur au travers d'un film liquide de faible épaisseur s'écoulant par gravité le long d'un plan incliné, l'objectif étant de comprendre les mécanismes d'intensification des transferts par l'hydrodynamique du film et d'optimiser la géométrie d'un échangeur.Un modèle simplifié fondé sur une méthode intégrale aux résidus pondérés appliquée aux équations de Navier-Stokes et de Fourier a été développé. Un outil de résolution de système d'équations aux dérivées partielles utilisant la méthode des lignes a été écrit. Celui-ci utilise les différences finies pour discrétiser les dérivées spatiales et un schéma Runge Kutta implicite d'ordre élevé couplé à un contrôleur de pas de temps afin de garantir une résolution stable et performante des modèles.Ce modèle simplifié nous a permis de mettre en avant les liens entre l'hydrodynamique (et en particulier la recirculation ayant lieu au sein de la crête des ondes propagatives) et l'intensification des phénomènes de transferts, lien confirmé par résolution des équations primitives du problème.En effet, une étude paramétrique de l'intensification des transferts sur un élément représentatif d'une plaque d'échangeur par une excitation monochromatique en entrée d'écoulement a été menée. Elle montre le lien entre la présence de recirculation au sein des ondes propagatives et accroissement des transferts.Le modèle a été étendu afin de prendre en compte un fond à géométrie variable. Des travaux préliminaires sur l'effet d'un fond ondulé sur les transferts indiquent qu'une faible inclinaison soit nécessaire pour qu'un effet notable soit observé / We consider the heat transfer across a thin liquid film flowing by gravity along an tilted plane. This work aims at the identification of the mechanisms of heat transfer intensification and the optimization of the geometry of a plate exchanger.A simplified model based on weighted residual integral method applied to Navier Stokes and Fourier equations has been developed. A tool for solving system of partial derivative equations using the method of line has also been written. Spatial discretization is dealt with finite differences. A high order implicit Runge Kutta scheme with an adaptative time stepping, allows a stable and efficient resolution.This simplified model allowed us to link the fluid's dynamics (and especially the presence of recirculations under traveling wave crests, alos called roll waves) with transfer intensification. This link has been confirmed solving the primitive equations . Indeed, a parametric study of the transfer intensification on a signature/representative element of an exchanger plate by a monochromatic frequency has been conducted showing that transfer intensification is related to the onset of roll waves.The effect of a variable wall goemetry has been included to the model. Preliminary work points out the need for a low inclination to yield a significant effect on transfer intensification

La densité de puissance est devenue la principale préoccupation lorsqu'un circuit numérique est conçu. Comme pour tous les systèmes embarqués, chaque nouvelle génération de système numérique a plus d'applications que la précédente et exige en fin de compte une plus grande densité de puissance. C'est pourquoi de nombreux chercheurs et concepteurs industriels se sont penchés sur de nouvelles méthodes de réduction de la consommation énergétique des circuits numériques. La logique adiabatique est un style de conception prometteur qui peut réduire la dissipation d'énergie dynamique. La logique adiabatique est différente de la logique conventionnelle en deux principaux points : 1) l’alimentation d’une porte logique adiabatique est un signal à 4 phases, et 2) l’énergie stockée dans la porte est récupérée. Afin de respecter ces principes, la logique adiabatique nécessite une alimentation spéciale. Étant donné que l’objectif d’une telle alimentation est d’agir comme une horloge, elle est appelée alimentation-horloge. L'objectif de cette thèse est de concevoir et d'optimiser une alimentation-horloge ainsi que son réseau de distribution. Cette thèse a été financée par l'Agence Nationale pour la Recherche, ANR, avec le projet ADIANEMS2 (numéro de subvention : ANR-15-CE24-0013). / Power density has become the primary concern when a digital core is designed. As in any embedded systems, each new digital core generation has more applications than the previous one and ultimately demands more power density. This is why many researchers and industrial designers have been looking into novel methods for reducing power consumption of digital circuit. Adiabatic logic is a promising design style, which can reduce the dynamic energy dissipation. Adiabatic logic is different than conventional logic in two main points: 1) adiabatic gate are charged with a 4-phase power signal, and 2) the energy, which is stored in the gate, is recovered. In order to fulfill these principles, the adiabatic logic needs a special power supply. As the purpose of such supply is to act as a clock also, it is referred as power-clock supply. The aim of this thesis is to design and optimize a power-clock supply and its delivery network. This thesis has been funded by the French National Research Agency, ANR, with the project ADIANEMS2 (Grant number: ANR-15-CE24-0013).

<p>Cyber physical systems are deployed in a wide range of applications from sensor nodes in a factory setting to drones in defense applications. This distributed setting of nodes or processes often needs to reach agreement on a set of values. Byzantine Agreement protocols address this issue of reaching an agreement in an environment where a malicious entity can take control over a set of nodes and deviates the system from its normal operation. However these protocols do not consider the energy consumption of the nodes. We explore Byzantine Agreement protocols from an energy efficient perspective providing both <i>energy resilience</i> where the actions of the Byzantine nodes can not adversely effect the energy consumption of non-malicious nodes as well as <i>fairness</i> in energy consumption of nodes over multiple rounds of agreement.</p>

Este trabalho utiliza indicadores de energia para caracterizar unidades consumidoras da Universidade de São Paulo pelo comportamento no uso da eletricidade e estabelecer prioridades de atuação para gestão dos recursos e ações de eficiência energética. Os indicadores foram aplicados na base de dados de consumo de energia extraídos da ferramenta de gestão da USP, o SISGEN, juntamente com as informações físicas, de ocupação, principais usos finais e custos de utilização da energia, em 48 unidades da Cidade Universitária Armando de Sales Oliveira. Os resultados foram utilizados para elaborar listas de prioridades de atuação para cada um dos indicadores e, a partir da análise desses resultados foi possível identificar tendências e semelhanças de comportamento no uso da energia elétrica no campus. Visando auxiliar na análise dos resultados, utilizou-se de uma classificação prévia por especialidades de ensino ou atividades desenvolvidas e, dois períodos distintos, cujo comportamento tende a sofrer alterações, ou seja, letivo e férias escolares. De posse de todas as informações e resultados elaborou-se uma classificação final no intuito de auxiliar os gestores na priorização das ações de gestão dos recursos e eficiência energética. / The work here presented uses indicators to classify energy consumption units at Universidade de São Paulo by consumption behavior and also to prioritize actions on resources management and establish energy efficiency actions. Such indicators have been applied to the energy consumption data base from the USP management tool, called SISGEN, together with current information on: occupation; main final uses and energy use costs gathered from 48 consumption units at Cidade Universitária Armando de Sales Oliveira. The results have been used to elaborate action priority lists to each one of the mentioned indicators. Besides, based on the analysis of these results, it has been possible to identify tendencies and similarities on the electric energy use at the campus. In order to support the results analysis, units have been previously classified in education specialties or activity developed, and also in two different periods of the year, when their behavior tend to vary: school vacation and teaching period. With all results and necessary information in hands a final classification has been established which goal was to support managers on prioritizing manage resources and establish energy efficiency actions.

A atual situação de degradação ambiental tem sido muito discutida nos últimos anos. Um dos principais fatores agravantes dessa situação é a crescente demanda energética e suas atuais formas de produção. O petróleo, matriz energética mundial, é altamente poluente, e um combustível finito com o preço sempre crescente. A energia elétrica brasileira está baseada nas hidrelétricas, considerada fonte de energia limpa e renovável, porém o custo ambiental para sua construção é bem alto. Atualmente já existem tecnologias alternativas que podem servir essa crescente demanda energética sem prejudicar o meio ambiente. Na arquitetura, como em todas as áreas, houve um aumento com preocupação, e o estudo sobre o desempenho energético das edificações para reduzir a demanda de energia se tornou um assunto em pauta. Medidas e soluções estão sendo tomadas na decisão dos projetos mais sustentáveis. Mas para isso, o profissional deve estar atento às novas tecnologias alternativas de produção e distribuição de energia. Quando em um projeto é considerado o uso de fontes alternativas e o uso de técnicas de iluminação e ventilação natural, pode-se economizar não só nas despesas direcionadas para as fornecedoras de energia, mas poupar recursos naturais, ajudando a preservar o meio ambiente, fundamental para a nossa sobrevivência. Este trabalho traz algumas definições sobre sustentabilidade e a relação que a arquitetura tem com a problemática ambiental através da energia. Foi feita uma procura de novas tecnologias de produção e geração de energia e então, composto um estado da arte dos principais centros mundiais em P&D e dos projetos de demonstração envolvendo células à combustível, uma nova tecnologia que gera energia limpa in loco, descrevendo as características mais importantes destes projetos e compilando os resultados para uma possível adaptação aqui no Brasil, a fim de que diminua a participação das edificações no consumo de energia elétrica produzida a partir de hidrelétricas. O objetivo desta pesquisa é contribuir com a disseminação do conhecimento sobre energias alternativas e renováveis no meio arquitetônico, e demonstrar os principais centros mundiais em P&D e os projetos de demonstração que envolvam a geração de energia limpa através das células à combustível para uma adaptação no contexto brasileiro. Os resultados dessa pesquisa foram a constatação de que em todos países desenvolvidos há um forte apoio governamental para introdução dessa nova tecnologia de geração de energia para possibilitar futuramente a \"Economia do Hidrogênio\". A maioria dos projetos pesquisados são de células de tecnologia tipo PEM e abastecidas à gás natural (GN), pois esses países já possuem uma infra-estrutura formada para o GN. No contexto brasileiro, o apoio governamental à essa nova tecnologia ainda é pouco, salvo o fomento de algumas instituições como FAPESP, CAPES, CNPQ e centros universitários. Esta ausência governamental deixa espaço para respostas a curto prazo às novas demandas de energia elétrica ocasionando o preenchimento com outros tipos de fontes de energia poluentes e fósseis como é o caso do aumento das termelétricas ultimamente. / The current situation of environmental degradation has been much discussed in recent years. One of the main factors aggravating this situation is the growing energy demand and its current production methods most used. The oil, world energy matrix, is highly polluting fuel and a finite with the ever-increasing price. The Brazilian energy matrix is based on hydro, considered a clean and renewable source of energy, but the environmental cost and its construction are very high. Nowadays, there are alternative technologies that can serve this growing energy demand without harming the environment. In architecture, as in all areas, there was an increase in concern, and the study on the energy performance of buildings to reduce energy demand has become a subject matter. Measures and solutions are being taken in deciding the projects more sustainable. But for this, the practitioner must be aware of new alternative technologies of production and distribution of energy. When a project is considered the use of alternative techniques and the use of natural lighting and ventilation, you can save not only the costs directed for energy providers, but save natural resources, helping to preserve the environment, essential for our survival. This study offers some definitions of sustainability and the relationship that architecture has with the environment through energy. It was made a demand for new production technologies and power generation and then made a \"state of the art world\'s main centers of R&D and demonstration projects involving fuel cells, describing the most important features of these projects and compiling the results for a possible adjustment in Brazil, in order to decrease the participation of the buildings in the consumption of electricity produced from hydropower plants in Brazil. The research aims to contribute to the dissemination of knowledge on alternative and renewable energy among architectural and demonstrate the major world centers in R & D and demonstration projects involving the application of clean energy through fuel cells to adapt Brazilian context. The results of this research was the finding that in all developed countries there is strong government support for the introduction of this new technology to generate energy to enable a future \"Hydrogen Economy\". Most projects are cell PEM technology and supplied with natural gas because these countries already have an infrastructure set up to NG. In the Brazilian context, government support to this new technology is still little, except the promotion of some institutions like FAPESP, CAPES, CNPq and universities. This government leaves no room for short-term responses to new demands for power resulting in filling other types of no clean energy clean and fuels such as increasing the thermal power plants.